Java多线程08—经典例题：生产者消费者问题

经典例题：生产者/消费者问题

（线程通信的应用）

背景：生产者(Productor)将产品交给店员(Clerk)，而消费者(Customer)从店员处 取走产品，店员一次只能持有固定数量的产品(比如:20），如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下，如果店中有空位放产品了再通 知生产者继续生产；如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。

• 这里可能出现两个问题

1. 生产者比消费者快时，消费者会漏掉一些数据没有取到。
2. 消费者比生产者快时，消费者会取相同的数据。

分析：

1. 是否是多线程问题？是，生产者的线程，消费者的线程
2. 是否有线程安全问题（是否有共享数据问题）有，店员、产品数量
3. 如何解决线程安全问题？同步机制，目前有三种方法
4. 是否涉及到线程的通信？是

代码部分（两个都可以，只是写法上的不同）

代码一（注意：代码备注所写的顺序，便是代码思路）：

package com.jsm.java1;

public class ProductTest {
    public static void main(String[] args) {
        //4.
        Clerk clerk = new Clerk();//监视器
        Producer p1 = new Producer(clerk);
        p1.setName("生产者1");
        Consumer c1 = new Consumer(clerk);
        c1.setName("消费者1");
        //5.
        p1.start();
        c1.start();

    }
}

class Clerk {//店员

    //8.
    private int num = 0;//数量（初始无产品，生成就让它＋，消费就让它-）

    //7.
    public synchronized void produceProduct() {//生产产品
        //9.
        if (num < 20) {
            num++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：开始生产第" + num + "个产品了！");
            //13.生产者生产好了，就可以唤醒消费者
            notify();
        } else {
            //12.加上wait
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    //11.线程安全问题的出现：生产产品和消费产品两个方法的冲突，可能正在生成的时候，发生堵塞，结果消费了产品，最后导致数据不正确
    //在两个方法前加上synchronized
    public synchronized void consumeProduct() {//消费产品
        //10.
        if (num > 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：开始消费第" + num + "个产品了！");
            num--;//消费是先消费后减减
            notify();//13.消费者消费了，就可以唤醒生产者了
        } else {
            //12.加上wait
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class Producer extends Thread {//生产者
    //1.
    private Clerk clerk;

    public Producer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    //6.
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始生产产品......");
        while (true) {
            try {
                Thread.sleep(10);//生产慢一点
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.produceProduct();
        }
    }
}

class Consumer extends Thread {//消费者
    //3.
    private Clerk clerk;

    public Consumer(Clerk clerk) {
        this.clerk=clerk;

    }

    //6.
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始消费产品......");
        while (true) {
            try {
                Thread.sleep(10);//生产慢一点
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.consumeProduct();
        }
    }
}

代码二：

package com.jsm.java1;

class Clerk { // 售货员
    private int product = 0;
    public synchronized void addProduct() {
        if (product >= 20) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        } else {
            product++;
            System.out.println("生产者生产了第" + product + "个产品");
                    notifyAll();
        }
    }
    public synchronized void getProduct() {
        if (this.product <= 0) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } else {
            System.out.println("消费者取走了第" +
                    product + "个产品");
            product--;
            notifyAll();
        }
    }
}
class Productor implements Runnable { // 生产者
    Clerk clerk;
    public Productor(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }
    public void run() {
        System.out.println("生产者开始生产产品");
        while (true) {
            try {
                Thread.sleep((int) Math.random() * 1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.addProduct();
        }
    }
}
class Consumer implements Runnable { // 消费者
    Clerk clerk;
    public Consumer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }
    public void run() {
        System.out.println("消费者开始取走产品");
        while (true) {
            try {
                Thread.sleep((int) Math.random() * 1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.getProduct();
        }
    }
}
public class LXT {
    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();
        Thread productorThread = new Thread(new Productor(clerk));
        Thread consumerThread = new Thread(new Consumer(clerk));
        productorThread.start();
        consumerThread.start();
    }
}